适应性统计迭代重建在头颅CT 检查中的应用研究

曹新鸣，郭小超，王霄英，刘建新，赵凯

近年来随着CT 检查的不断增加，CT 检查的辐射剂量也越来越受到人们的关注［1-2］。降低CT 检查辐射剂量受制于目前使用的传统重建算法-滤过反投影法（filtered back projection，FBP），当扫描条件降低时会增加图像的噪声，进而影响诊断［3］。适应性统计迭代重建（adaptive statistical iterative reconstruction，ASIR）技术通过噪声模型对图像进行迭代重建，降低图像噪声［4-6］。本研究通过与传统FBP 法比较，探索ASIR联合自动管电流技术降低头颅CT 扫描辐射剂量的价值。

材料与方法

1.一般资料

搜集2012年3月-2012年6月在我院接受头颅CT 检查的患者100例，其中男50例，平均年龄61.3岁。

2.扫描参数

检查设备采用GE Discovery CT750 HD（Ge Healthcare，Milwaukee，USA）扫描仪。将100例患者随机分为两组，A 组50例采用常规剂量扫描（管电压120kVp，管电流350mA，转速1s／r），采用传统FBP重建；B 组50 例采用自动管电流技术扫描（管电压120kVp，管电流100～400mA，噪声指数为4，转速1s／r），ASIR 重建比例设定为30%。

记录两组患者头颅检查的CT 剂量指数（CT dose index，CTDI）与剂量长度乘积（dose lenth product，DLP），并计算体型特异性剂量评估（size specific dose estimates，SSDE）值［7］。

3.图像分析

由一位高年资影像诊断医师对两组图像进行盲法阅片，根据图像空间分辨力、噪声水平及伪影程度对图像质量进行主观评价，分为三级：1级，图像质量好，灰白质分界清晰，无伪影，可进行诊断；2级，图像质量中等，灰白质分界可以分辨，存在少量伪影，不影响诊断；3级，图像质量差，灰白质难以分辨，伪影明显，影响诊断。

全部受检者选取基底节层面图像，采用头颅标准重建算法，层厚5mm，窗宽80HU，窗位40HU，分别测量侧脑室前脚旁脑白质、豆状核及侧脑室内脑脊液CT 值，ROI面积10～20mm2，注意避开脑梗死及钙化区域（图1）。

4.统计学分析

统计学处理采用SPSS 13.0统计软件，采用独立样本t检验比较两组图像脑白质、脑灰质及脑脊液CT值及辐射剂量；采用非参数检验Wilcoxon法比较两组图像质量是否存在差异。以P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

A 组平均CTDI为（65.76±2.32）mGy，DLP 为（827.28±38.30）mGy·cm，SSDE 为（64.86±4.90）mGy；B组平均CTDI为（32.72±2.97）mGy，DLP 为（414.63±42.35）mGy·cm，SSDE 为（31.78±2.29）mGy，B 组 的CTDI、DLP 及SSDE 值均较A 组显著降低，两组比较t值分别为62.013、51.105和43.190，P值均＜0.01。

两组图像全部符合诊断要求，没有3级图像，两组比较Z值为-0.838，P值为0.402（表1）。

表1 两组图像质量比较 （例）

A 组患者脑白质、脑灰质及脑脊液CT 值分别为（27.22±1.50）、（34.46±1.35）及（5.19±1.22）HU；B组患者脑白质、脑灰质及脑脊液CT 值分别为（27.62±1.40）、（34.66±1.51）及（5.55±1.36）HU，两组脑白质、脑灰质及脑脊液CT 值比较差异均无统计学意义（t值分别为-1.394、-0.704、-1.391，P值均＞0.05）。

讨 论

近十年来CT 检查在临床中的应用范围日益扩大，据有关文献报道，1990年美国约有130万人次接受CT 检查，2000年时达460万人次，2007 年达680万人次。统计显示CT 检查数量只占放射学检查的11%～13%，但辐射剂量却占到放射学检查的2／3［2］。因此，CT 辐射日益受到人们的关注。

图1 两组图像脑白质、脑灰质及脑脊液的CT 值测量。a）FBP重建算法；b）30% ASIR 算法。

传统的FBP算法是基于解析重建方式，每组投影数据都要经过校准、滤波、反投影、加权，当最后一组采集的投影数据处理完成，整个重建过程结束产生最终的重建图像，它要求每组投影数据是精确定量而且完整的，X 射线光子的统计波动对它有很大影响。当扫描剂量降低时，图像噪声增大，因此使用FBP 算法无法大幅降低辐射剂量［3］。ASIR 是一种利用噪声模型的迭代算法，首先在估计的物体图像上通过“前后投影”计算一个综合投影，然后与实际测量的投影相比较，两者间的差异就是需要校正的量，在校正过程中基于噪声所导致的测量波动也被考虑了。经过多次校正后，当重建图像和原始投影数据一致时迭代就会终止，最终得到低噪声的图像［8-9］。

本研究证实利用ASIR 联合自动管电流调节技术可有效降低头颅CT 检查中患者接受的辐射剂量，ASIR 对于颅内正常结构，如脑白质、脑灰质及脑脊液CT 值的测量并未产生影响。有研究报道，ASIR 可以降低图像噪声，但对图像对比分辨力无影响［10］，本研究也证实了这一结论。另外，本研究采用的是临床常规推荐的ASIR 重建方案，即30% ASIR 重建，如使用更高比例ASIR 重建（80%～100%），可能会出现蜡像状伪影［11］，其临床应用价值还有待进一步研究。

本研究存在一些不足，首先在选取ROI方面，只选择了双侧基底节区相应区域的一个位置进行测量，并未采用选取多个ROI取平均值的方法，可能会对测量结果产生影响。另外本研究仅涉及30% ASIR 对辐射剂量及图像质量的影响，对于不同噪声指数、不同ASIR 权重比例对图像噪声的影响以及与辐射剂量的关系仍需进一步研究。

综上所述，在头颅CT 检查中，与常规FBP相比，ASIR联合自动管电流调制技术对CT 值的测量无影响，在不降低图像质量的同时，可降低受检者的辐射剂量。

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